【摘 要】
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GaN材料是Ⅲ-Ⅴ族宽带隙化合物半导体材料，具有高发光效率、高热导率、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等特性，是制备微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。氮化镓
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GaN材料是Ⅲ-Ⅴ族宽带隙化合物半导体材料，具有高发光效率、高热导率、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等特性，是制备微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。氮化镓材料的研究与应用已成为目前全球半导体研究的前沿和热点。GaN在微电子等方面的应用要求我们对GaN团簇的物理和化学性质有足够的了解。但理论方面对GaN团簇的研究仍很有限，而且各研究小组所提出的最稳定结构还存在很大差异，因此有必要采用更先进和完善的方法对GaN团簇的结构进行研究。本文采用溶胶-凝胶法制备GaN材料，我们选用二乙醇胺NH（CH2CH2-OH）2和N-N二甲基甲酰胺HCON（CH3）2作为前驱体形成硝酸镓凝胶作镓源，以N2为氮源在气氛炉中反应生成GaN材料。对所得样品进行X射线分析及高分辨透射电镜测试，结果表明样品中含有较多的有机物和少量GaN。我们推测在N2氛围中烧结是致使实验不太理想的主要原因。本文用密度泛函理论（DFT）对GanHn（n=1-6）中性及离子团簇的几何结构和稳定性进行计算，得到了GanNn（n=1.6）团簇的基态构型，并在B3LYP／6-31G*水平上计算了团簇的频率。结果表明，GanNn（n=1-6）团簇基态结构都含有N2或N3单元，表明N-N键在GanNn（n=2-6）团簇的形成中起着决定性的作用。对团簇能隙，结合能及能量二次差分值的研究表明，n=3，5是GanNn团簇的幻数。
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